[发明专利]岛膜自封装结构的硅-玻璃微压力传感器芯片及制造方法

权利要求书

1.岛膜自封装结构的硅-玻璃微压力传感器芯片，其特征在于设有感压薄膜和带空腔的底座；所述感压薄膜为正面岛膜复合结构，在岛膜复合结构的应力最大的集中区设有4个压敏电阻，所述4个压敏电阻通过金属电极构成惠斯登电桥，采用硅-玻璃阳极键合工艺将惠斯登电桥密封于密闭绝压腔内，所述惠斯登电桥通过金属引线将界面预置电极与外部测试设备连接，构成一个完整的压力敏感和测量系统。

2.如权利要求1所述岛膜自封装结构的硅-玻璃微压力传感器芯片，其特征在于所述感压薄膜为正面凸起的岛状结构和薄的膜状结构复合而成。

3.如权利要求1所述岛膜自封装结构的硅-玻璃微压力传感器芯片，其特征在于所述感压薄膜由SOI晶圆片器件层制备并经减薄工艺制成。

4.如权利要求1所述岛膜自封装结构的硅-玻璃微压力传感器芯片，其特征在于所述带空腔的底座的材料为玻璃。

5.如权利要求1所述岛膜自封装结构的硅-玻璃微压力传感器芯片，其特征在于所述空腔的形状为矩形、方形或圆形。

6.如权利要求3所述岛膜自封装结构的硅-玻璃微压力传感器芯片，其特征在于所述SOI晶圆片和带空腔的底座键合在一起，且二者键合表面都有界面预置电极，把界面预置电极对应焊盘位置上方的硅层打开制备出电极引线孔，通过压焊金属引线技术，得到一个完整的压力传感器芯片。

7.如权利要求1所述岛膜自封装结构的硅-玻璃微压力传感器芯片的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

第一阶段：SOI晶圆片上的工艺制作

1）.清洗；氧化；

2）.涂光刻胶、掩模、曝光、显影；

3）.湿法腐蚀SiO₂，腐蚀完毕后留下的SiO₂图形作为接下来重掺杂所用的掩模；

4）.浓硼扩散，形成连接导线；

5）.使用湿法腐蚀去除SiO₂，重新氧化；

6）.涂光刻胶、掩模、曝光、显影；溅射金属铝；

7）.使用剥离工艺，剥离完毕后留下来的铝作为接下来离子注入制作压敏电阻的掩膜；

8）.使用离子注入工艺在感压薄膜上制作压敏电阻；

9）.使用湿法腐蚀去除铝；

10）.涂光刻胶、掩模、曝光、显影；

11）.湿法腐蚀SiO₂，腐蚀完毕后留下的SiO₂和光刻胶图形作为接下来制作与重掺杂区域形成欧姆接触的铝电极所用的掩模；

12）.溅射铝，剥离铝，在SOI晶圆片键合面形成铝电极；

13）.退火，使浓硼重掺杂的硅与Al电极之间形成有效的欧姆接触；

第二阶段：基底部分的制备

1）.涂光刻胶、掩模、曝光、显影；

2）.湿法腐蚀或干法刻蚀，在基底上腐蚀出压力空腔；

3）.涂光刻胶、掩模、曝光、显影；显影后留下的光刻胶图形作为接下来刻蚀基底所用的掩模；

4）.湿法在基底键合面腐蚀出形成镶嵌电极所用的凹槽；

5）.溅射金属铝来填补电极凹槽，剥离铝，在基底键合面的内表面形成铝电极；

第三阶段：键合及后续工艺

1）.通过键合工艺将SOI晶圆片和基底键合在一起；

2）.以SOI晶圆片的掩埋氧化硅层为腐蚀自停止层，使用湿法腐蚀对SOI晶圆片进行减薄，留下与基底键合在一起的器件层作为感压薄膜；

3）.涂光刻胶、掩模、曝光、显影；

4）.湿法腐蚀SiO₂，腐蚀完毕后留下的SiO₂图形作为接下来刻蚀Si所用的掩模；

5）.在感压薄膜上采用先湿法腐蚀，再干法刻蚀的工艺使镶嵌在基底上的电极暴露出来，以基底上的镶嵌电极为干法刻蚀停止层；

6）.涂光刻胶、掩模、曝光、显影；

7）.用光刻胶做掩膜，使用干法刻蚀，制作出感压薄膜上的岛结构；

8）.裂片、拉引线、测试。